ಕವಾನಿಷ್, ಜಪಾನ್, ನವೆಂಬರ್ 15, 2022 /PRNewswire/ — ವಿಶ್ವದ ಜನಸಂಖ್ಯೆಯ ಏರಿಕೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಹವಾಮಾನ ಬದಲಾವಣೆ, ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳ ಸವಕಳಿ, ಜಾತಿಗಳ ಅಳಿವು, ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಮಾಲಿನ್ಯ ಮತ್ತು ಅರಣ್ಯನಾಶದಂತಹ ಪರಿಸರ ಸಮಸ್ಯೆಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ಒತ್ತುವ ವಿಷಯವಾಗುತ್ತಿವೆ.
ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ (CO2) ಒಂದು ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲವಾಗಿದ್ದು, ಹವಾಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಗೆ ಪ್ರಮುಖ ಕಾರಣಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಈ ನಿಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ, "ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ (ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್‌ನ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ)" ಎಂಬ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಸ್ಯಗಳಂತೆ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್, ನೀರು ಮತ್ತು ಸೌರಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಇಂಧನ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಿಗೆ ಸಾವಯವ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಅವು CO2 ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತವೆ, ಇವುಗಳನ್ನು ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಫೀಡ್‌ಸ್ಟಾಕ್ ಆಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಅತ್ಯಂತ ಮುಂದುವರಿದ ಹಸಿರು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.
MOF ಗಳು (ಲೋಹ-ಸಾವಯವ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳು) ಅಜೈವಿಕ ಲೋಹಗಳು ಮತ್ತು ಸಾವಯವ ಲಿಂಕರ್‌ಗಳ ಸಮೂಹಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದ ಸೂಪರ್‌ಪೋರಸ್ ವಸ್ತುಗಳಾಗಿವೆ. ದೊಡ್ಡ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ನ್ಯಾನೋ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿ ಆಣ್ವಿಕ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಅವುಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು. ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ, MOF ಗಳನ್ನು ಅನಿಲ ಸಂಗ್ರಹಣೆ, ಬೇರ್ಪಡಿಕೆ, ಲೋಹದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ, ವೇಗವರ್ಧನೆ, ಔಷಧ ವಿತರಣೆ, ನೀರಿನ ಸಂಸ್ಕರಣೆ, ಸಂವೇದಕಗಳು, ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು, ಫಿಲ್ಟರ್‌ಗಳು ಇತ್ಯಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಸಬಹುದು. MOF ಗಳು ಇತ್ತೀಚೆಗೆ CO2 ಅನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ, ಇದನ್ನು ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ CO2 ಫೋಟೊರೆಡಕ್ಷನ್ ಮೂಲಕ ಸಾವಯವ ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು.
ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಚುಕ್ಕೆಗಳು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಯಂತ್ರಶಾಸ್ತ್ರದ ನಿಯಮಗಳನ್ನು ಪಾಲಿಸುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅತ್ಯಂತ ಸಣ್ಣ ವಸ್ತುಗಳು (0.5–9 ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್‌ಗಳು). ಅವುಗಳನ್ನು "ಕೃತಕ ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಥವಾ ಕೃತಕ ಅಣುಗಳು" ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಪ್ರತಿ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಚುಕ್ಕೆ ಕೆಲವೇ ಕೆಲವು ಅಥವಾ ಸಾವಿರಾರು ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಥವಾ ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಗಾತ್ರದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ, ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್‌ಗಳ ಶಕ್ತಿಯ ಮಟ್ಟಗಳು ಇನ್ನು ಮುಂದೆ ನಿರಂತರವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಕಾನ್ಫೈನ್ಮೆಂಟ್ ಎಫೆಕ್ಟ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಭೌತಿಕ ವಿದ್ಯಮಾನದಿಂದಾಗಿ ಬೇರ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಹೊರಸೂಸುವ ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗಾಂತರವು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಚುಕ್ಕೆಯ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಈ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಚುಕ್ಕೆಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೆಳಕಿನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ, ಬಹು ಎಕ್ಸಿಟಾನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣದಿಂದಾಗಿ ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿಯೂ ಅನ್ವಯಿಸಬಹುದು.
MOF ಗಳು ಮತ್ತು ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಡಾಟ್‌ಗಳನ್ನು ಗ್ರೀನ್ ಸೈನ್ಸ್ ಅಲೈಯನ್ಸ್ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಿದೆ. ಈ ಹಿಂದೆ, ಅವರು ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ವಿಶೇಷ ವೇಗವರ್ಧಕವಾಗಿ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು MOF-ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಡಾಟ್ ಕಾಂಪೋಸಿಟ್‌ಗಳನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಬಳಸಿದ್ದಾರೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳು ಪುಡಿ ರೂಪದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಈ ವೇಗವರ್ಧಕ ಪುಡಿಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಶೋಧನೆಯ ಮೂಲಕ ಸಂಗ್ರಹಿಸಬೇಕು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ನಿರಂತರವಾಗಿರದ ಕಾರಣ ಅದನ್ನು ನಿಜವಾದ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಬಳಕೆಗೆ ಅನ್ವಯಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ.
ಇದಕ್ಕೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ, ಗ್ರೀನ್ ಸೈನ್ಸ್ ಅಲೈಯನ್ಸ್ ಕಂ., ಲಿಮಿಟೆಡ್‌ನ ಶ್ರೀ ಕಜಿನೊ ಟೆಟ್ಸುರೊ, ಶ್ರೀ ಇವಾಬಯಾಶಿ ಹಿರೋಹಿಸಾ ಮತ್ತು ಡಾ. ಮೋರಿ ರ್ಯೋಹೆ ತಮ್ಮ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಈ ವಿಶೇಷ ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು ಅಗ್ಗದ ಜವಳಿ ಬಟ್ಟೆಯ ಮೇಲೆ ನಿಶ್ಚಲಗೊಳಿಸಿದರು ಮತ್ತು ಹೊಸ ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಸ್ಥಾವರವನ್ನು ತೆರೆದರು. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗಾಗಿ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ನಿರಂತರವಾಗಿ ನಡೆಸಬಹುದು. ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಕ್ರಿಯೆಯ ಪೂರ್ಣಗೊಂಡ ನಂತರ, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ನೀರನ್ನು ಹೊರತೆಗೆದು ಹೊರತೆಗೆಯಬಹುದು ಮತ್ತು ನಂತರ ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪುನರಾರಂಭವನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸಲು ಹೊಸ ಶುದ್ಧ ನೀರನ್ನು ಪಾತ್ರೆಗೆ ಸೇರಿಸಬಹುದು.
ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಇಂಧನವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಲ್ಲದು. ವಿಶ್ವಾದ್ಯಂತ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಆಧಾರಿತ ಸಮಾಜವನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದನ್ನು ತಡೆಯಲು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಕಾರಣವೆಂದರೆ, ವಿಶ್ವದಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ಚಿಕ್ಕ ಪರಮಾಣುವಾದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ, ಮತ್ತು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಮುಚ್ಚಿದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಜಲಾಶಯವನ್ನು ನಿರ್ಮಿಸುವುದು ತುಂಬಾ ದುಬಾರಿಯಾಗಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನಿಲವು ಸ್ಫೋಟಕವಾಗಬಹುದು ಮತ್ತು ಸುರಕ್ಷತಾ ಅಪಾಯವನ್ನುಂಟುಮಾಡಬಹುದು. ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳು ದ್ರವವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಅವುಗಳನ್ನು ಇಂಧನವಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸುವುದು ತುಂಬಾ ಸುಲಭ. ಅಗತ್ಯವಿದ್ದರೆ, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವು ಸಿತುನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವೇಗವರ್ಧಿಸಬಹುದು. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಫಾರ್ಮಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ವಿವಿಧ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳಿಗೆ ಕಚ್ಚಾ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು.
ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ದಕ್ಷತೆಯು ಪ್ರಸ್ತುತ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದ್ದರೂ ಸಹ, ಹಸಿರು ವಿಜ್ಞಾನ ಒಕ್ಕೂಟವು ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮತ್ತು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಅನ್ವಯಿಕ ಕೃತಕ ದ್ಯುತಿಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಲು ಹೋರಾಡುವುದನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸುತ್ತದೆ.